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【技術干貨】工業物聯網網關的作用

時間:2023-02-16瀏覽:1076

由于物聯網的范疇較廣,我們用可以感知、想象的場景——智能家居系統來代替,這是最能代表物聯網時代的典型場景。

指令轉發

在一個智能家居系統中,常見的應用設備如圖所示:


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這些設備的通信模塊,如果是 WiFi 或者是藍牙,那么一般都可以直接通過手機來控制手機就相當于一個中心節點,控制著所有的設備。

目前市面上的一些智能設備單品都是這樣的通信方式,例如:空調、吸塵器、空氣凈化器、冰箱等等。只要在這些設備中加一個無線通信模塊即可。 

如果通信模塊是其它的通信模塊,例如:RF433、ZigBee、ZWave等,由于手機沒有這些通信模塊,因此就需要一個工業物聯網網關AR7091來“轉發”指令。

當所有通信設備處于同一個局域網中,手機把控制指令發送給AR7091,AR7091再把指令轉發給相應的設備。

 

外網通信

在上面的通信模型中,由于處于同一個局域網中,因此可以直接通信。如果手機不在局域網中呢?那么就要通過云端的服務器來轉發了。


產品圖片.jpg



手機把指令發到服務器,服務器把指令轉發給AR7091,再由它把指令發給指定的設備。

那么如果是設備發出的報警信息呢,數據的流向就是反向進行的。

所以,綜合來說工業物聯網網關AR709是所有設備之間通信的中心節點,也是內網與外網之間通信的中轉節點,也就是把各種智能設備連接到互聯網的中轉器。

協議轉換

一般來說,可以把硬件設備上的通信模塊(RF,ZigBee,ZWave等等)稱呼為無線通信協議。在一套智能家居系統中,所有設備的無線通信協議大部分都是相同的。

不同類型的無線通信協議設備是否可以共存在同一個系統中呢?顯然是可以的。只要集成了相應的無線通信協議模塊就可以,如下圖所示:



ZigBee拓撲.jpg 



從手機APP上看,所有的設備都是相同的,不會關心設備的無線通信協議是什么,因此,發出的控制指令都是協議無關的。

當AR7091接收到控制指令時,首先根據指令內容查找出目標設備,然后確定目標設備的無線通信協議,最后把指令發送給對應的硬件通信模塊,由該通信模塊通過無線電信號把控制指令發送到設備。

從這個指令的傳輸過程來看,AR7091就充當著協議轉換的角色。

另外還有一種通信場景:當系統中的一個“輸入”設備與一個“輸出”設備進行綁定/關聯時例如:

紅外感應器與聲光報警器綁定:當紅外感應器監測到人體時,發出信號,然后控制聲光報警器發出報警,門磁與燈綁定:當開門時,門磁發出信號,自動打開燈光。

如果“輸入”設備與“輸出”設備是不同類型的無線通信協議,也需要用到工業網關來進行協議轉換。



物聯網協議1.png 


設備管理

在一個智能家居系統中,設備可多可少,對這些設備進行管理也是很重要的事情。作為系統的中心節點,對設備進行管理的重任理所當然就由網關來承擔。

設備管理功能包括:設備的添加和刪除以及設備狀態的管理(電量、設備斷網、失聯等等);設備樹的管理;



邊緣計算(自動化控制)

一般情況下,工業物聯網網關AR7091都能和服務器保持很長的聯系。如果服務器的處理能力更強,那么智能家居的一切事務都可以交給服務器來處理,服務器會計算出處理結果,然后將處理的結果反饋到網關。

1.邊緣計算,是指將網絡、計算、存儲、應用等核心能力集中于一個開放的平臺,在物體或數據源附近,提供最接近的服務。

2.應用在邊緣端啟動,提供更快速的網絡服務回應,以滿足業界對實時業務、應用智能、安全和隱私的基本要求。

3.位于實體與工業連接之間或者位于實體頂部的邊界計算。而云上運算,依然能夠存取邊緣運算的歷史資料。


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